CN220469874U - 一种自平衡加药装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于石油开采技术领域，公开了一种自平衡加药装置，包括缸体总成、第一进口总成、第二进口总成和出口总成；所述缸体总成由支座、连接座板、缸体、进口端、进出口短节、压帽、备帽、复位弹簧、外套、柱塞、密封圈、固紧螺母等组成。本实用新型运行过程自身没有动力源，依靠油井原有的动力进行，制造成本简单，运行维护简单；并且设置有两个进口总成，当两个进口均接入同种类药剂时，药剂可存储量增大，延长了自动加药时间；接入两种不同种类药剂时，可满足油井多样化药剂的需求，加药效果更佳；同时，若油井只需添加一种药剂，且药剂用量不大时，还可将其中一个进口总成进入套管气管线，实现伴生气的有效回收。

Description

一种自平衡加药装置

技术领域

本实用新型属于石油开采技术领域，尤其涉及一种自平衡加药装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：在原油的开采过程中，需要向采油井的油套环空或输油管线中加入一些特殊药剂，用以实现清蜡、降凝、阻垢等目的。现有的加药方式分为人工手动加药和依靠智能加药装置进行自动加药。

人工手动加药的工艺虽成本低，但对于一些偏远地区的井场，难免存在劳动强度大，动用人员车辆频繁，遇雨雪天气影响路况及偏远井无法保证及时、按时加药等情况。而自动加药虽然依靠智能控制系统，实现了无人值守就能进行加药的要求，但其自动加药装置本身又存在着制造成本高、维护成本高、维修操作专业性强的特点，针对一些用药量不大、或产量不大的油井，配套高成本的智能化自动加药装置显然是不合理的。

因此，急需提出一种新型的加药装置，既能达到无人值守又能加药的目的，又需具有低制造成本、低运行维护成本的特点。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)人工手动加药：劳动强度大，依赖人员频繁操作，受天气和路况限制，加药不及时或无法进行。

(2)自动加药装置：制造成本高，维护成本高，维修操作专业性强，对于小规模油井不划算。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种自平衡加药装置。

本实用新型是这样实现的，一种自平衡加药装置，所述装置包括缸体总成、第一进口总成、第二进口总成和出口总成；

所述缸体总成由支座、连接座板、缸体、进口端、进出口短节、压帽、备帽、复位弹簧、外套、柱塞、密封圈、固紧螺母、连接套、压杆和锁紧螺母组成；

所述第一进口总成和第二进口总成结构相同，由连接短节、螺帽、密封套、第一密封垫、球座、密封球、弹簧、固定套、第二密封垫和第三密封垫组成；

所述出口总成由：密封体、第四密封垫、第五密封垫、第一球座、第一密封球、第一弹簧、第一固定套、第六密封垫、第二球座、第二密封球、第二弹簧、第二固定套、第七密封垫、出口短节和压套组成。

进一步，所述缸体总成：支座底部设计有弧形管卡，用于与井口管线连接；连接座板通过螺栓与支座固定连接；连接座板上焊接有缸体，缸体左端焊接有进口端；缸体右端焊接有进出口短节；缸体上端通过螺纹连接有压帽；压帽外部套接有备帽；缸体外部台阶轴处还套装有复位弹簧；复位弹簧外部套装有外套；外套上套装有柱塞，柱塞上安装有密封圈；柱塞通过压帽限位于缸体内，并由备帽的螺纹预紧压帽，以防止压帽松动；柱塞上端设计有外螺纹，并通过此螺纹安装有固紧螺母和连接套，连接套上端设计有内螺纹，并通过此内螺纹安装有压杆，压杆设计有外螺纹，通过此外螺纹安装锁紧螺母，通过锁紧螺母的调节，压杆可在一定范围内自由升降。

进一步，所述第一进口总成和第二进口总成：连接短节下端设计有外螺纹，用以现场连接进液管线；连接短节上端设计有外台阶轴，通过此外台阶轴套装有螺帽；螺帽上端设计有内螺纹，通过此内螺纹连接有密封套；连接短节上端密封放置有第一密封垫，第一密封垫上端密封放置有球座，球座上端活动放置有密封圈，密封球上端安装有弹簧，弹簧还套装有固定套，固定套上端放置有第二密封垫；通过旋紧螺帽与密封套，使得第一密封垫、球座、密封球、弹簧、固定套和第二密封垫进行压紧并达到密封效果；密封套上端还套装有第三密封垫，用以和缸体总成的进口内端面密封。

进一步，所述出口总成：密封体下端设计有外螺纹，用以连接缸体总成的出液口；密封体下端面密封套装有第四密封垫；密封体内部还套装有第五密封垫；第五密封垫上端放置有第一球座；第一球座上活动放置有第一密封球；第一密封球上端安装有第一弹簧；第一弹簧还套装有第一固定套；第一固定套上端面套装有第六密封垫；第六密封垫上端放置有第二球座；第二球座上活动放置有第二密封球；第二密封球上安装有第二弹簧；第二弹簧还套装有第二固定套；第二固定套上端面套装有第七密封垫；第七密封垫上端面放置有出口短节，出口短节外部设计有外台阶轴，通过此外套接轴套装有压套；压套下端设计有内螺纹，且此内螺纹与密封体上端的外螺纹相匹配，通过旋紧压套和密封体，使得第五密封垫、第一球座、第一密封球、第一弹簧、第一固定套、第六密封垫、第二球座、第二密封球、第二弹簧、第二固定套、第七密封垫和出口短节相互压紧并达到密封效果；出口短节上端还设计有外螺纹，用以现场连接出液管线。

进一步，所述缸体总成、第一进出总成、第二进口总成和出口总成均独立完成安装；完成后将第一进口总成与进口端通过螺纹连接并进行旋紧；将第二进口总成与进出口短节的下端通过螺纹连接并进行旋紧；将出口总成与进出口短节的上端通过螺纹连接并进行旋紧。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本实用新型所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一、本实用新型提供了一种自平衡加药装置，用于在石油开采过程中向采油井的油套环空或输油管线中加入特殊药剂，以实现清蜡、降凝、阻垢等目的。相比现有技术，该装置具有多个优点。首先，它能实现无人值守加药，避免了人工操作的繁琐和受限制的情况。其次，与传统智能加药装置相比，它具有较低的制造成本，特别适合小规模油井或用药量较小的情况。此外，该装置的运行维护成本也较低，不需要专业技术人员进行维护和操作。安装和调试过程灵活简便，且具有良好的密封效果。综上所述，该自平衡加药装置解决了现有技术中的问题，并具备无人值守、低制造成本和运行维护成本低的特点。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本实用新型所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

(1)结构上主要由缸体总成、进口总成和出口总成组成，借用抽油杆下冲程的动力，实现自动加药；装置为机械结构，运行过程自身没有动力源，依靠油井原有的动力进行，制造成本简单，运行维护简单；

(2)装置设置有两个进口总成，当两个进口均接入同种类药剂时，药剂可存储量增大，延长了自动加药时间；接入两种不同种类药剂时，可满足油井多样化药剂的需求，加药效果更佳；同时，若油井只需添加一种药剂，且药剂用量不大时，还可将其中一个进口总成进入套管气管线，实现伴生气的有效回收。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置主体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置缸体总成结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置第一/二进口总成结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置出口总成结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置第一进口总成、第二进口总成均接入药剂桶连接示意图；

图6是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置第一进口总成接入套气管线、第二进口总成接入药剂桶连接示意图；

图7是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置抽油光杆下冲程运行示意图；

图8是本实用新型实施例提供的自平衡加药装置抽油光杆上冲程运行示意图。

图中：1、缸体总成；2、第一进口总成；3、第二进口总成；4、出口总成；5、支座；6、连接座板；7、缸体；8、进口端；9、进出口短节；10、压帽；11、备帽；12、复位弹簧；13、外套；14、柱塞；15、密封圈；16、固紧螺母；17、连接套；18、压杆；19、锁紧螺母；101、连接短节；102、螺帽；103、密封套；104、第一密封垫；105、球座；106、密封球；107、弹簧；108、固定套；109、第二密封垫；110、第三密封垫；201、密封体；202、第四密封垫；203、第五密封垫；204、第一球座；205、第一密封球；206、第一弹簧；207、第一固定套；208、第六密封垫；209、第二球座；210、第二密封球；211、第二弹簧；212、第二固定套；213、第七密封垫；214、出口短节；215、压套。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本发明提供的自平衡加药装置主要由：缸体总成1、第一进口总成2、第二进口总成3和出口总成4组成。

如图2所示，所述缸体总成1主要由：支座5、连接座板6、缸体7、进口端8、进出口短节9、压帽10、备帽11、复位弹簧12、外套13、柱塞14、密封圈15、固紧螺母16、连接套17、压杆18和锁紧螺母19组成。

如图3所示，第一进口总成2和第二进口总成3结构相同，主要由：连接短节101、螺帽102、密封套103、第一密封垫104、球座105、密封球106、弹簧107、固定套108、第二密封垫109和第三密封垫110组成。

如图4所示，出口总成4主要由：密封体201、第四密封垫202、第五密封垫203、第一球座204、第一密封球205、第一弹簧206、第一固定套207、第六密封垫208、第二球座209、第二密封球210、第二弹簧211、第二固定套212、第七密封垫213、出口短节214和压套215组成。

第三，作为本实用新型的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

该自平衡加药装置的主要部件及其技术优势如下:

缸体总成1:提供系统的主体结构,缸体7内设置有柱塞14,用于存储和输送药物,具有结构稳定、密封性好的优势。

第一进口总成2和第二进口总成3:通过弹簧107与密封球106实现管道与缸体7的机械密封连接,具有连接强度高、密封效果好的优势。

出口总成4:通过第一弹簧206与第一密封球205和第二弹簧211与第二密封球210实现缸体7与管道的机械密封连接,与第一进口总成2和第二进口总成3具有相同的优势。

柱塞14:设置在缸体7内部,用于推进药物流动,柱塞14外径与缸体7内径配合,可以有效防止药物泄漏,具有密封效果好的优势。

复位弹簧12:通过弹力推动柱塞14复位,具有提供动力简单、效果稳定的优势。

密封圈15:设置在柱塞14外圈,与缸体7内壁密封配合,可以进一步提高密封效果,防止药物泄漏,具有密封简单、效果明显的优势。

连接套17和压杆18:用于驱动柱塞14直线运动,具有传动简单、效率高的优势。

锁紧螺母19:用于锁紧和定位柱塞14,具有定位简单、效果准确的优势。

该自平衡加药装置通过缸体总成1、第一进口总成2、第二进口总成3和出口总成4实现管道与药物贮存系统的机械密封连接；柱塞14、复位弹簧12和密封圈15用于实现药物输送系统的密封；连接套17、压杆18和锁紧螺母19用于驱动柱塞14运动,各部件共同实现药物的自动输送与加药。

本装置的连接方式如下：

(1)缸体总成1：支座5底部设计有弧形管卡，用于与井口管线连接；连接座板6通过螺栓与支座5固定连接；连接座板6上焊接有缸体7，缸体7左端焊接有进口端8；缸体7右端焊接有进出口短节9；缸体7上端，通过螺纹连接有压帽10；压帽10外部套接有备帽11；缸体7外部台阶轴处还套装有复位弹簧12；复位弹簧12外部套装有外套13；外套13上套装有柱塞14，柱塞14上安装有密封圈15；柱塞14通过压帽10限位于缸体7内，并由备帽11的螺纹预紧压帽10，以防止压帽10松动；柱塞14上端设计有外螺纹，并通过此螺纹安装有固紧螺母16和连接套17，连接套17上端设计有内螺纹，并通过此内螺纹安装有压杆18，压杆18设计有外螺纹，通过此外螺纹安装锁紧螺母19，通过锁紧螺母19的调节，压杆18可在一定范围内自由升降。

(2)第一进口总成2和第二进口总成3：连接短节101下端设计有外螺纹，用以现场连接进液管线；连接短节101上端设计有外台阶轴，通过此外台阶轴套装有螺帽102；螺帽102上端设计有内螺纹，通过此内螺纹连接有密封套103；连接短节101上端密封放置有第一密封垫104，第一密封垫104上端密封放置有球座105，球座105上端活动放置有密封圈106，密封球106上端安装有弹簧107，弹簧107还套装有固定套108，固定套108上端放置有第二密封垫109；通过旋紧螺帽102与密封套103，使得第一密封垫104、球座105、密封球106、弹簧107、固定套108和第二密封垫109进行压紧并达到密封效果；密封套103上端还套装有第三密封垫110，用以和缸体总成1的进口内端面密封。

(3)出口总成4：密封体201下端设计有外螺纹，用以连接缸体总成1的出液口；密封体201下端面密封套装有第四密封垫202；密封体201内部还套装有第五密封垫203；第五密封垫203上端放置有第一球座204；第一球座204上活动放置有第一密封球205；第一密封球205上端安装有第一弹簧206；第一弹簧206还套装有第一固定套207；第一固定套207上端面套装有第六密封垫208；第六密封垫208上端放置有第二球座209；第二球座209上活动放置有第二密封球210；第二密封球210上安装有第二弹簧211；第二弹簧211还套装有第二固定套212；第二固定套212上端面套装有第七密封垫213；第七密封垫上端面放置有出口短节214，出口短节214外部设计有外台阶轴，通过此外套接轴套装有压套215；压套215下端设计有内螺纹，且此内螺纹与密封体201上端的外螺纹相匹配，通过旋紧压套215和密封体201，使得第五密封垫203、第一球座204、第一密封球205、第一弹簧206、第一固定套207、第六密封垫208、第二球座209、第二密封球210、第二弹簧211、第二固定套212、第七密封垫213和出口短节214相互压紧并达到密封效果；出口短节214上端还设计有外螺纹，用以现场连接出液管线。

(4)装置连接：综上所述，缸体总成1、第一进出总成2、第二进口总成3和出口总成4均独立完成安装；完成后将第一进口总成2与进口端8通过螺纹连接并进行旋紧；将第二进口总成3与进出口短节9的下端通过螺纹连接并进行旋紧；将出口总成4与进出口短节9的上端通过螺纹连接并进行旋紧。

本装置的工作原理如下：

(1)安装原理：如图5-图6所示，本装置通过支座5的管卡结构，安装于采油井口油管三通的横管处；第一进口总成2和第二进口总成3有两种连接方式，第一种如图5示意，可同时接入两个药剂桶管线，且此两个药剂可以为同类药剂，也可以为不同类药剂，加药种类多样化，可选择性增大；第二种管线连接方式如图6所示，第一进口总成2可接入采油井套气管线，第三进口总成接入药剂桶管线，同时实现井口加药和套管气回收，节约井场资源；

出口总成4的出口管线接入井口横管上的压力表根部三通阀上，以便药剂和套管气可顺利进入集输油管线内；

抽油光杆上加装压板附件，用于下压本装置的压杆18，并通过调节压杆18和锁紧螺母19，使压杆18具备满足所安装井口的实际需求高度，进而带动柱塞14在一定行程范围内下行和复位，以达到使用需求。

(2)工作原理：如图7所示，当抽油光杆下冲程运行时，压板随其下行，并下压本装置的压杆18，带动柱塞14在缸体7内下行，由于缸体内的密封结构，第一进口总成2和第二进口总成3内的密封球均向下产生密封，介质无法进入缸体7内；而出口总成4的第一密封球205和第二密封球210由于其安装方向的限定，均向上运行并离开球座，解除其本身的密封作用，缸体7内的介质可顺利通过出口总成4汇入输油管道；

如图8所示，当抽油光杆上冲程运行时，压板随其上行，并脱离本装置的压杆18，在复位弹簧12的作用下，推动外套13、柱塞14、密封圈15、压杆18等，使其恢复原位；柱塞14在缸体7内上行，由于缸体内的密封结构，第一进口总成2和第二进口总成3内的密封球均向上运行并离开球座，解除其本身的密封作用，介质可顺利通过进口总成进入缸体内；而出口总成4的第一密封球205和第二密封球210由于其安装方向的限定，均向下运行并坐封球座，达到密封止回的作用，出口外的介质无法再次回流至装置内；随着抽油光杆的上下运行，本装置重复上述吸液、出液的过程，达到自动运行状态，整个过程中无需自身配置任何动力，仅借用抽油杆本身动力即可，且其安装方便，制造成本低，加药或套气回收选择性多样化，完全解决了以下偏远井口、低产井口、低药剂需求井口的自动加药问题。以下是两个具体的实施例：

实施例1：

在这个实施例中，自平衡加药装置可应用于制药行业中的注射剂生产线。缸体总成1、第一进口总成2和第二进口总成3的尺寸和材料选择可以根据实际需要进行调整，以满足不同的加药速度和压力要求。具体来说，缸体7和柱塞14可以采用不锈钢材料制成，以保证药液的纯净和设备的耐用性。

此外，密封圈15、密封套103、第一密封垫104、第二密封垫109、第三密封垫110、第四密封垫202、第五密封垫203和第七密封垫213可以采用耐磨、耐高温、耐腐蚀的特殊橡胶或聚合物材料制成，以确保长时间高效运行。

实施例2：

在这个实施例中，自平衡加药装置可应用于化工行业中的反应器加料过程。缸体总成1、第一进口总成2和第二进口总成3的尺寸和材料选择可以根据实际需要进行调整，以满足不同的加料速度和压力要求。在这种情况下，缸体7和柱塞14可以采用耐腐蚀的特殊合金材料制成，以防止设备在携带具有腐蚀性的化学品时受到损坏。

同时，密封圈15、密封套103、第一密封垫104、第二密封垫109、第三密封垫110、第四密封垫202、第五密封垫203和第七密封垫213可以采用耐化学腐蚀的特殊橡胶或聚合物材料制成，以确保在携带具有腐蚀性的化学品时，设备能够长时间稳定运行。

这两个实施例说明了自平衡加药装置在不同行业和应用场景中的适用性。根据实际需要，可以对设备的尺寸、材料和组件进行适当的调整，以满足特定行业和应用需求。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种自平衡加药装置，其特征在于，所述装置包括缸体总成、第一进口总成、第二进口总成和出口总成；

所述缸体总成由支座、连接座板、缸体、进口端、进出口短节、压帽、备帽、复位弹簧、外套、柱塞、密封圈、固紧螺母、连接套、压杆和锁紧螺母组成；

所述第一进口总成和第二进口总成结构相同，由连接短节、螺帽、密封套、第一密封垫、球座、密封球、弹簧、固定套、第二密封垫和第三密封垫组成；

所述出口总成由：密封体、第四密封垫、第五密封垫、第一球座、第一密封球、第一弹簧、第一固定套、第六密封垫、第二球座、第二密封球、第二弹簧、第二固定套、第七密封垫、出口短节和压套组成。

2.如权利要求1所述的自平衡加药装置，其特征在于，所述缸体总成：支座底部设计有弧形管卡，用于与井口管线连接；连接座板通过螺栓与支座固定连接；连接座板上焊接有缸体，缸体左端焊接有进口端；缸体右端焊接有进出口短节；缸体上端通过螺纹连接有压帽；压帽外部套接有备帽；缸体外部台阶轴处还套装有复位弹簧；复位弹簧外部套装有外套；外套上套装有柱塞，柱塞上安装有密封圈；柱塞通过压帽限位于缸体内，并由备帽的螺纹预紧压帽，以防止压帽松动；柱塞上端设计有外螺纹，并通过此螺纹安装有固紧螺母和连接套，连接套上端设计有内螺纹，并通过此内螺纹安装有压杆，压杆设计有外螺纹，通过此外螺纹安装锁紧螺母，通过锁紧螺母的调节，压杆可在一定范围内自由升降。

3.如权利要求1所述的自平衡加药装置，其特征在于，所述第一进口总成和第二进口总成：连接短节下端设计有外螺纹，用以现场连接进液管线；连接短节上端设计有外台阶轴，通过此外台阶轴套装有螺帽；螺帽上端设计有内螺纹，通过此内螺纹连接有密封套；连接短节上端密封放置有第一密封垫，第一密封垫上端密封放置有球座，球座上端活动放置有密封圈，密封球上端安装有弹簧，弹簧还套装有固定套，固定套上端放置有第二密封垫；通过旋紧螺帽与密封套，使得第一密封垫、球座、密封球、弹簧、固定套和第二密封垫进行压紧并达到密封效果；密封套上端还套装有第三密封垫，用以和缸体总成的进口内端面密封。

4.如权利要求1所述的自平衡加药装置，其特征在于，所述出口总成：密封体下端设计有外螺纹，用以连接缸体总成的出液口；密封体下端面密封套装有第四密封垫；密封体内部还套装有第五密封垫；第五密封垫上端放置有第一球座；第一球座上活动放置有第一密封球；第一密封球上端安装有第一弹簧；第一弹簧还套装有第一固定套；第一固定套上端面套装有第六密封垫；第六密封垫上端放置有第二球座；第二球座上活动放置有第二密封球；第二密封球上安装有第二弹簧；第二弹簧还套装有第二固定套；第二固定套上端面套装有第七密封垫；第七密封垫上端面放置有出口短节，出口短节外部设计有外台阶轴，通过此外套接轴套装有压套；压套下端设计有内螺纹，且此内螺纹与密封体上端的外螺纹相匹配，通过旋紧压套和密封体，使得第五密封垫、第一球座、第一密封球、第一弹簧、第一固定套、第六密封垫、第二球座、第二密封球、第二弹簧、第二固定套、第七密封垫和出口短节相互压紧并达到密封效果；出口短节上端还设计有外螺纹，用以现场连接出液管线。

5.如权利要求1所述的自平衡加药装置，其特征在于，所述缸体总成、第一进出总成、第二进口总成和出口总成均独立完成安装；完成后将第一进口总成与进口端通过螺纹连接并进行旋紧；将第二进口总成与进出口短节的下端通过螺纹连接并进行旋紧；将出口总成与进出口短节的上端通过螺纹连接并进行旋紧。